Quiero encontrar lo que puedo encontrar en el artículo "Aplicaciones de los robots industriales" y que me den algunas pistas.

Trabajar en ambientes extremos como alta temperatura, baja temperatura, alta presión, radiación, etc.

Posiciones de operación de maquinaria de larga duración

Trabajo monitorizado durante mucho tiempo

Trabajos de precisión

Trabajos de alta intensidad

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Con el advenimiento de la era de la economía del conocimiento, la alta tecnología se ha convertido en el foco de la competencia entre países de todo el mundo, y la robótica, como un importante rama de la alta tecnología, ha atraído la atención mundial y los gobiernos le otorgan gran importancia. Se entiende que Japón está implementando actualmente su tercer plan de "robot humanoide" después de los dos primeros planes de robot: el plan de "Robot de trabajo extremo" y el plan de desarrollo de "Tecnología de micromaquinaria"; sólo el costo de los drones estadounidenses ha alcanzado los 2.500 millones de dólares. Nuestro gobierno también concede gran importancia a la investigación sobre robots. La investigación sobre robots industriales y robots submarinos comenzó ya en el período del "Séptimo Plan Quinquenal" y se han logrado ciertos resultados. En 1986, los robots inteligentes se incluyeron en el plan nacional "863". Después de más de diez años de arduo trabajo, desde el seguimiento del nivel avanzado del mundo hasta la investigación y el desarrollo independientes, hemos logrado resultados notables.

La robótica, un campo de batalla para la ciencia, la tecnología y la economía, los países de todo el mundo conceden gran importancia al desarrollo y la investigación de la robótica, principalmente por las siguientes razones:

Capítulo primero, el El desarrollo de robots puede mejorar la fuerza nacional general. La robótica es una tecnología de alta tecnología que integra la automatización óptica, mecánica, eléctrica y de la información. En cierto sentido, el nivel de los robots de un país representa la fortaleza general de un país.

El desarrollo de robots industriales puede mejorar las capacidades de fabricación de un país. Muchas empresas nacionales y extranjeras utilizan robots industriales para mejorar la productividad y la calidad de los productos. Al utilizar robots industriales como equipo de producción clave, algunos grandes fabricantes extranjeros de automóviles, productos electrónicos y maquinaria pueden ajustar rápidamente sus estrategias de producción de acuerdo con la demanda del mercado y capturar más participación de mercado con lotes pequeños y variedades múltiples. El plan nacional "863" vio esta tendencia y brindó un fuerte apoyo a los robots industriales y sus proyectos de aplicación. Promovió un proyecto modelo en motocicletas, automóviles, electrónica, electrodomésticos y otras industrias, formando una serie de productos con derechos de propiedad intelectual independientes.

El desarrollo de robots especiales puede mejorar las capacidades de desarrollo sostenible del país. Los llamados robots especiales se refieren a varios robots excepto a los robots industriales. En las primeras etapas de la implementación del programa "863", mi país ha desarrollado robots submarinos, robots de socorro en casos de desastre, rodillos robóticos, micromanipuladores, robots caminantes bípedos y manos diestras, lo que ha acortado en gran medida la brecha entre el nivel de robots de mi país. y países desarrollados extranjeros, y promovido efectivamente El desarrollo de la tecnología robótica en nuestro país ha fortalecido la conexión entre los robots y la sociedad y la economía.

Los robots inteligentes son máquinas con funciones de percepción, pensamiento y acción. Son un tema y tecnología multidisciplinarios como mecanismo, control automático, computadora, inteligencia artificial, tecnología optoelectrónica, tecnología de detección, tecnología de comunicación. y tecnología de simulación. Como nueva generación de herramientas de producción y servicios, los robots inteligentes ocupan una posición más amplia e importante en los campos manufacturero y no manufacturero. Son de gran importancia práctica para la humanidad a la hora de abrir nuevas industrias y mejorar la producción y los niveles de vida. Por ejemplo, en el proceso de lucha por derechos mineros prioritarios en alta mar, el sistema de robot autónomo submarino sin cables de 6.000 m desarrollado por el programa nacional "863" se hizo a la mar dos veces y obtuvo información valiosa sobre la distribución de nódulos de manganeso en el mar. fondo marino, convirtiendo a nuestro país en uno de los pocos en el mundo con capacidad de exploración de aguas profundas.

En segundo lugar, el desarrollo de tecnología robótica puede mejorar las capacidades de defensa nacional. En la Guerra del Golfo, la Guerra de Bosnia y la Guerra de Kosovo, diversos drones y sistemas de robots militares terrestres desempeñaron un papel en el reconocimiento del campo de batalla, la detección y desminado de minas, la vigilancia, la retransmisión de comunicaciones, las contramedidas electrónicas, la guía de fuego, la evaluación de los resultados del combate, los ataques de acoso, etc. una función especial. En vista del enorme impacto de la alta tecnología en los futuros sistemas de comando de guerra y entornos de campo de batalla, China ha llevado a cabo y fortalecerá la investigación en esta área.

En tercer lugar, los robots pueden formar una industria enorme. Aunque en la actualidad sólo los robots industriales son relativamente maduros, a juzgar por la tendencia de desarrollo de los robots mundiales, el potencial de mercado de los robots de servicios y los robots personales es enorme. Es previsible que los robots personales entren en miles de hogares como computadoras personales y se conviertan en necesidades diarias indispensables en la sociedad humana.

En cuarto lugar, desarrollar robots puede mejorar el estatus internacional de un país. Con el apoyo del Programa Nacional de Investigación Clave y el programa "863", hemos desarrollado robots para diversos fines y nos hemos unido a un puñado de países desarrollados en el programa internacional de robots avanzados, mejorando el estatus internacional de la ciencia y la tecnología de China.

La necesidad de que China desarrolle tecnología robótica En la actualidad, el mercado de robots de China no es muy grande, por muchas razones. China es un país con una gran población y la mayoría de la gente no entiende de robots. Piensan que ahora hay tantos trabajadores despedidos, ¿por qué todavía necesitamos usar robots? Ésta es una visión sesgada.

En primer lugar, los robots no sustituyen simplemente el trabajo de las personas. Usamos robots para permitirles realizar algunos trabajos que no son adecuados para que los humanos los hagan directamente, que no pueden hacer o que no pueden hacer bien. Por ejemplo, los robots pueden ingresar a los pacientes para su inspección y tratamiento, ingresar a los gasoductos para su inspección y reparación, y ingresar a las plantas de energía nuclear para inspeccionar las fugas nucleares. Los robots pueden aterrizar en la luna, sumergirse profundamente en el fondo del océano y completar tareas monótonas o complejas con alta calidad las 24 horas del día.

En la actualidad, muchas personas en nuestro país trabajan en entornos de trabajo tóxicos, nocivos, de alta temperatura y peligrosos. La aplicación de robots puede liberarlos del entorno hostil.

La competencia en el mercado también requiere robots. La aplicación de robots no solo puede mejorar la calidad del producto, aumentar la velocidad de modificación del producto, adaptarse al mercado que cambia rápidamente y satisfacer la demanda de los consumidores, sino que también puede reducir los costos del producto y mejorar la competitividad del mercado, mejorando así la competitividad de las empresas chinas en el mercado interno. y mercados exteriores.

Además, con la mejora del nivel de vida material y espiritual y el aumento de la población que envejece, las personas necesitarán servicios más inteligentes, sociales, orientados a la familia, personalizados y emocionales, y los robots cobrarán una gran importancia. Poderes sobrenaturales. Lo más importante es que, desde una perspectiva nacional, muchas tecnologías de vanguardia, especialmente las tecnologías de defensa de alta tecnología, deben tener derechos de propiedad intelectual independientes para poder tomar la iniciativa en la competencia internacional. La hegemonía no quiere que China tenga la tecnología robótica para competir con ella. Sólo podemos confiar en nuestros propios esfuerzos.

Los robots tienen amplias perspectivas de aplicación. China es un gran país en desarrollo y el rápido desarrollo económico ha traído amplias perspectivas de aplicación a los robots.

Con el auge de la industria de alta tecnología de China y la recuperación de las empresas estatales grandes y medianas, surgirán una serie de industrias emergentes, que también desencadenarán una nueva ronda de inversión. Como núcleo de la fabricación avanzada, los robots industriales se utilizarán ampliamente. En los últimos dos años, la construcción de infraestructura a gran escala en China ha proporcionado un lugar para maquinaria de construcción robótica, como robots rociadores de concreto, robots perforadores de rocas, rodillos robóticos y topadoras robóticas. Se está investigando una nueva generación de máquinas de construcción robóticas, como cargadoras, mezcladoras, pavimentadoras y robots de protección. El siglo XXI es un siglo en el que los seres humanos van al océano y piden recursos del océano. Nuestra serie de robots submarinos asumirá la importante tarea de exploración oceánica y contribuirá al desarrollo de los océanos de China.

A través de la implementación del plan nacional "863", la industrialización de robots de China ha comenzado a tomar forma y tiene un buen impulso de desarrollo. Algunas empresas ven un enorme potencial en los robots. Grandes grupos empresariales como FAW, Luhua, Haier, Jialing y Changan han comenzado a involucrarse en el campo de los robots y todos han visto el mercado potencial de robots en China.

Es urgente aprovechar la oportunidad, afrontar el desafío y acelerar el desarrollo de la industrialización robótica de mi país. Debemos tomar las medidas adecuadas para adaptarnos a la situación.

El país debería aumentar la inversión en tecnología robótica y formular las correspondientes políticas de incentivos. Los robots son altas tecnologías innovadoras y estratégicas que tienen un impacto significativo en la economía nacional y la seguridad nacional. Son una de las alturas dominantes de la economía, la ciencia y la tecnología en el siglo XXI. El Estado debe invertir más fondos para acelerar la investigación de la tecnología robótica y, al mismo tiempo, proporcionar ciertas políticas preferenciales a las empresas relevantes para promover el desarrollo de la industria robótica de mi país.

China debería establecer un grupo industrial de equipos de automatización robótica. Con el rápido desarrollo de la industria manufacturera de China, la demanda interna de equipos de automatización robótica aumenta día a día y grandes empresas extranjeras de robótica han ingresado al mercado chino. Aunque la rentabilidad de los robots especiales de mi país es generalmente mejor que la de los países extranjeros, debido a la pequeña escala de las empresas, los productos simples, los lotes pequeños, la falta de suficiente solidez financiera y la capacidad de coordinación entre empresas, es difícil competir. con grandes empresas internacionales. Sólo estableciendo una empresa de cierta escala, aumentando la inversión y reduciendo costos mientras se mejora la calidad del producto y se construye una marca, la empresa podrá lograr un desarrollo saludable y ocupar un lugar en el mercado internacional.

Se creó la Asociación China de Robots. En la actualidad, existen muchas asociaciones y sociedades de robots bidimensionales en nuestro país, pero el enfoque de cada rama es diferente, el alcance del personal involucrado también es diferente y la comunicación entre ellos es insuficiente, lo que da a las personas una sensación de estar independiente. Si se puede establecer una Asociación de Robots de China para organizar las sociedades secundarias existentes para popularizar el conocimiento, cultivar talentos y promover el nivel de investigación y aplicación de la ciencia y la tecnología de los robots a través de intercambios académicos, la popularización de la ciencia, la investigación de mercado y otras actividades, será de gran ayuda. gran beneficio para la industria robótica de mi país.

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¿Cuál será el desarrollo futuro de los robots industriales de China? ¿Se puede aplicar a la producción a gran escala y ser aceptado por el mercado? Este ha sido un problema que molesta a mucha gente.

El desarrollo de robots industriales en mi país ha estado restringido durante mucho tiempo por el alto y bajo costo de la mano de obra doméstica, lo que hace que el ámbito de aplicación de los robots industriales sea muy limitado. Sin embargo, con la rápida y continua expansión de la economía de China y la mejora continua del nivel de vida de las personas en los últimos 30 años, muchas situaciones han cambiado silenciosamente y estos cambios han mejorado el entorno de uso de los robots industriales.

Como la parte más flexible y de más rápido crecimiento del sistema manufacturero, la industria manufacturera de procesamiento tiene un enorme impacto en la economía nacional. Desde la reforma y apertura, el desarrollo de la industria manufacturera de procesamiento ha pasado del "suplemento tres a uno" en la década de 1980 a la inversión directa y el establecimiento de fábricas por parte de fabricantes nacionales y extranjeros para las ventas en el país y en el extranjero. Sin embargo, estas inversiones y fábricas en China sólo aprovechan la abundante y barata mano de obra china, y la mayor parte de la tecnología y el equipo que utilizan provienen del extranjero. Aunque la oferta de mano de obra es casi ilimitada, la industria manufacturera de China se ha convertido en la fábrica del mundo a finales del siglo XX. Sin embargo, este desarrollo ha generado enormes preocupaciones ocultas. El desarrollo de la fábrica mundial depende de una oferta suficiente de mano de obra.

Con el continuo fortalecimiento de la economía de China y la implementación de la planificación familiar durante los últimos 20 años, el patrón de oferta laboral de China ha comenzado a cambiar. El mercado laboral de China ha pasado gradualmente de ser un mercado de "compradores" a un mercado de "vendedores", y la mano de obra ha comenzado a desarrollarse hacia un equilibrio entre la oferta y la demanda. Como fuerza principal en la industria manufacturera, los trabajadores migrantes solo resolvieron el problema de la alimentación y la ropa desde los primeros días y plantearon requisitos más altos en materia de salarios y condiciones laborales.

Este cambio en el mercado ha hecho que a las empresas de muchas industrias intensivas en mano de obra les resulte cada vez más costoso aumentar el número de trabajadores y ampliar las horas de trabajo para mejorar la productividad laboral. Al mismo tiempo, el uso de este enfoque se ve cada vez más obstaculizado por leyes y políticas. Este cambio del nivel micro de las empresas al nivel macro de la sociedad en su conjunto tiene un gran impacto en las empresas chinas, llevándolas a darse cuenta de que deben comenzar por mejorar la maquinaria y el equipo y aumentar la inversión en tecnología y capital para minimizar la cantidad de mano de obra.

Con la reducción del excedente de mano de obra, el aumento de los costos de los trabajadores individuales, los mayores requisitos de calidad de los productos y el énfasis del país en la fabricación de equipos, robots industriales y tecnología han recibido una amplia atención por parte del gobierno y la industria en China. . El gobierno se esfuerza por acelerar el desarrollo de la industria de fabricación de equipos de China, especialmente robots industriales, y utiliza varios métodos para aumentar la participación de mercado de la industria de fabricación de equipos de China, y proporciona medidas preferenciales para alentar a más empresas a utilizar robots y tecnología para mejorar su nivel técnico. . La industria también ha comenzado a prestar atención al enorme papel de los robots industriales en la reducción de los costos laborales, la reducción de los riesgos laborales y la mejora de la calidad de los productos. Debido a esto, en los últimos años, cada vez más empresas nacionales han adoptado robots industriales en su producción. Muchas empresas han cumplido sus requisitos adoptando tecnología y robots industriales, aumentando así su competitividad. Las ventas de varios fabricantes de robots han aumentado considerablemente. En los últimos cuatro años, las ventas de muchas empresas chinas han superado incluso varias veces las de la década anterior. El volumen de ventas de robots de soldadura alemanes Kloss en China era de 47 antes de 2000. Después de 2000, superó los 121, y las ventas casi se triplicaron. El rápido desarrollo de los robots industriales y su tecnología se está utilizando ampliamente en la actualización tecnológica de las empresas industriales. En el futuro, la industria de robots industriales de China existirá como una industria que ocupará una posición importante en la economía nacional.

Desde su creación, el Tema Nacional de Robots 863 siempre ha otorgado gran importancia a la promoción y aplicación de la tecnología robótica en la industria, la promoción a largo plazo de la tecnología robótica para mejorar las industrias tradicionales y el uso de la tecnología robótica. desarrollar industrias de alta tecnología. El tema de la robótica no sólo promueve activamente la aplicación industrial de los robots, sino que también populariza el conocimiento de la robótica entre el público en general y aumenta la comprensión y el conocimiento de la gente sobre diversos robots. El uso de la tecnología robótica para mejorar el nivel de desarrollo industrial de China y la calidad de vida de las personas se ha convertido en conocimiento de toda la sociedad.

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1. Una breve historia del nacimiento y desarrollo de la robótica basada en símbolos.

Una cosa que los estudiantes de ingeniería tienen en común es que primero tienen práctica en ingeniería. El nacimiento de la robótica no es una excepción. Va acompañado del nacimiento y desarrollo de los robots industriales. No fue hasta la década de 1970 que todo el sistema de robots industriales estuvo básicamente finalizado, y su desarrollo se basó principalmente en la mejora gradual del rendimiento de los dispositivos unitarios. En este momento, la robótica se ha desarrollado en profundidad y amplitud, convirtiéndose en una disciplina muy integral y activa. Esta es otra similitud con las disciplinas de la ingeniería: dentro de un cierto período de tiempo, la teoría liderará la práctica de la ingeniería. George C. DeVoe, quien inventó el robot industrial a mediados de la década de 1950, era un operador reprogramable en PTP Controls. Después de desarrollar este concepto de herramienta completamente nuevo junto con Jesef F. Engelberger **, en 1959 se fundó la primera empresa de robótica industrial, Unimation lnc. El trabajo preliminar que inspiró la invención de los robots industriales fue el desarrollo de robots controlados remotamente por un maestro-esclavo, utilizados principalmente para el procesamiento de materiales radiactivos.

Los principales acontecimientos históricos en el desarrollo de los robots industriales son los siguientes:

1954: el estadounidense G.C. Devol inventa el robot programable, número de patente 2988237.

1959: La American Planet Corporation construye el primer robot comercial.

1960: Se funda la American Unimation Company.

1970: Victor Sherman demostrando el manipulador Star Ford.

1971: Se establece la Asociación Japonesa de Robots Industriales.

1974: Miralon Company de Cincinnati, EE.UU., lanza el primer robot T3 controlado por microordenador.

1976: Ralph Bolles desarrolla el lenguaje de programación de robots AL.

1978: Unimation lanza PUMA, un robot de uso general que se puede utilizar para montaje.

1978: El robot de montaje SCARA es inventado por Japón y Konoha.

Los principales acontecimientos en la investigación de robots son:

1954: Denavit y Hartenberg (1954) propusieron un método general para expresar la relación geométrica de los componentes del espacio, que puede usarse para resolver la Solución cinemática del robot.

1962: Ernst (1962) y Boni (1962) estudiaron manipuladores con sensores táctiles y de presión respectivamente.

1964: la tesis doctoral de UIcker (1964) estudió la dinámica de las barras espaciales.

1968: Pieper utilizó métodos algebraicos para resolver problemas de cinemática inversa en su tesis doctoral.

1968: McCarthy (1968) estudió robots con cámaras y micrófonos en el Laboratorio de Inteligencia Artificial de Stanford que podían encontrar y agarrar bloques de construcción según instrucciones humanas.

1971: Kahn y Roth (1971) estudiaron el control de tiempo mínimo de los robots.

1972: Paul (1972) estudió la planificación conjunta de trayectorias espaciales.

1973: Bolles y Paul (1973) ensamblaron una bomba de agua utilizando un brazo de Stanford con detección visual y de fuerza.

1974: Bejezy (1974) estudió la dinámica y el control computacional del par de robots.

1976: Bolles (1976) desarrolla el lenguaje de programación de robots AL.

1979: Paul (1979) estudió la planificación de trayectorias en el espacio cartesiano.

1979: Lozano-Pérez y Wesley (1979) estudiaron el problema de la evitación de obstáculos por parte de los robots.

1981: r. p. Paul (1981) publica el primer libro de texto de robótica "Robot Manipulator: Mathematics, Programming and Control".

Los criterios de selección de estos eventos son innovadores en este estudio. Sin embargo, aunque los acontecimientos de 1954 y 1964 son la base de la cinemática y dinámica de los robots, no se estudian específicamente para la robótica.

El nacimiento del robot industrial general PUMA en 1978 puede considerarse como la madurez de los robots industriales. Hasta ahora, toda la estructura mecánica, el accionamiento, la estructura de control y el lenguaje de programación de los robots industriales son básicamente los mismos que en 1978.

La publicación del libro de texto de Robótica en 1981 marcó la madurez de la disciplina. Denavit y Hartenberg (1954), Pieper (1968), Paul (1972), Boles (1976).

Dado que la principal fuerza impulsora para el desarrollo de la disciplina es la innovación y la profundidad, en la década de 1980, el desarrollo de la robótica se centró principalmente en la amplitud y la profundidad, y la corriente principal se desvió gradualmente del entorno industrial. Sin embargo, dado que la robótica es una disciplina de ingeniería, si se desvía demasiado de la realidad, inevitablemente se verá restringida, es decir, restringida por las fuerzas impulsoras del mercado. Por ejemplo, hay tantos estudios sobre el control y la inteligencia de los robots, pero ninguno de ellos. son prácticos. La investigación en esta área inevitablemente se reducirá. En los últimos años, la comunidad de la robótica se ha dado cuenta de esto (es decir, ha reducido la financiación para la investigación) y ha comenzado a centrarse en nuevos temas de ingeniería. La robótica y la biorrobótica basadas en el comportamiento impulsarán la robótica a un nuevo tiempo y espacio de desarrollo.

2. Los principales contenidos de investigación de la robótica basada en símbolos.

Consulte el libro de texto "Classic Robotics" de K.S. Fu et al (1988). de la siguiente manera:

Cinemática

Mecánica

Planificación de trayectoria

Control del operador (incluido el control de posición y fuerza)

Sensores de robot

Planificación de rutas y planificación de tareas

El contenido anterior es describir el robot o el entorno simbólicamente en el espacio cartesiano (el espacio conjunto se puede asignar al espacio cartesiano) y luego implementar la planificación y el control. Esta parte de la robótica se llama acertadamente robótica basada en símbolos. Además, la planificación de la ruta del robot y la planificación de la misión son particularmente relevantes para la inteligencia artificial basada en símbolos. La inteligencia artificial basada en símbolos también se denomina robots inteligentes o robots basados ​​​​en inteligencia artificial. La crisis provocada por la inteligencia artificial basada en símbolos es, naturalmente, su crisis. .

Diez años después, la investigación en robótica se ha desarrollado en profundidad y amplitud, incluyendo:

Cuestiones como el funcionamiento, la dinámica, las trayectorias de movimiento, el control y la coordinación de sistemas multirobot.

Cinemática, dinámica, planificación y control del movimiento de robots redundantes

Funcionamiento, dinámica, planificación y control del movimiento de robots elásticos.

Procesamiento de información de robots basado en multisensores e implementación de tareas en entornos complejos.

La investigación a desarrollar es la siguiente:

Estructura, sensores, control y planificación de tareas de robots móviles.

Los robots móviles como los que se arrastran, caminan, vuelan, bajo el agua, con ruedas y sobre orugas son todos robots móviles y su contenido de investigación es rico. A medida que el robot se mueve dentro del espacio de trabajo, los principales problemas son evitar obstáculos y navegar. Dado que los robots móviles deben tener la capacidad de moverse y trabajar de forma autónoma en entornos dinámicos, otro término robot autónomo también se refiere principalmente a robots móviles.

Debido a que el entorno de trabajo de los robots móviles (dinámico, incierto) es completamente diferente del entorno de trabajo de los robots industriales (estructurado), se necesitan nuevas teorías, y es precisamente esta necesidad de ingeniería la que dio origen hasta la robótica basada en el comportamiento y su desarrollo en biorrobótica.

3. ¿Qué es la robótica basada en el comportamiento?

La robótica basada en el comportamiento se opone a las definiciones abstractas, por lo que las explicaciones concretas basadas en escenarios son más adecuadas para el pensamiento filosófico en este campo. La siguiente tabla compara varios aspectos de los robots basados ​​en comportamiento y los robots basados ​​en símbolos. Robótica basada en el comportamiento con proyectos característicos Robótica basada en símbolos

Objetos de investigación: robots autónomos que trabajan en entornos no estructurados, robots que trabajan en entornos estructurados

Las características ambientales son dinámicas, inciertas, complejas y deterministas , predecible y simple.

El procesamiento de la información del sensor se distribuye y se procesa directamente, mientras que el procesamiento de fusión centralizado no es abstracto y definido, sino abstracto y definido.

No existe un patrón central en el procesamiento del entorno. Si no hay una expresión central, habrá patrones y expresiones centrales.

Generación de secuencias de comportamiento Las secuencias de comportamiento se generan a través de la interacción entre el objetivo, el escenario de operación y el robot, y se planifican con precisión de antemano de acuerdo con la tarea asignada.

Autoorganización del control de comportamiento, control central distribuido o control central invisible.

El método de procesamiento de información es paralelo, la cantidad de cálculo es extremadamente pequeña y la cantidad de cálculo es enorme.

La realización de la tarea se logra a través de un comportamiento autoorganizado y un comportamiento emergente de interacción ambiental.

Implementado mediante algoritmos

La estructura del sistema se organiza en paralelo mediante módulos de comportamiento y la estructura jerárquica emerge dinámicamente.

Organizada por módulos funcionales conectados en serie, la estructura es fija.

La teoría de sistemas se expresa principalmente en el lenguaje y es difícil de formalizar. Énfasis en la concreción y verificación de escenarios, principalmente representados simbólicamente, para facilitar el análisis y la simulación multipropósito.

El contenido importante de la investigación de la robótica basada en el comportamiento es la estructura del sistema más que el algoritmo. El rendimiento de los robots basados ​​en el comportamiento en entornos dinámicos no estructurados es muy superior, y robots similares diseñados con robots basados ​​en símbolos no pueden lograr el siguiente rendimiento:

Alta velocidad y flexibilidad. La velocidad de movimiento en entornos dinámicos y complejos puede alcanzar los 2 metros por segundo.

Alta flexibilidad. Adáptese rápidamente a las cambiantes restricciones internas y externas.

Alta robustez. Puede resistir daños locales.

Alta eficiencia. El código de software puede ser un pequeño porcentaje del tradicional y el hardware puede ser unas décimas partes del tradicional.

Económico. El precio es una décima parte de los precios tradicionales.

Sencillo. Las personas sin formación formal en robótica pueden operar rápidamente.

Escalabilidad. El rendimiento se puede mejorar con sólo cambios menores en el sistema original.

Fiabilidad. Trabajo paralelo autoorganizado distribuido, gran confiabilidad.

4. Biorobótica, un nuevo estudio * * * Homomorfismo

En la década de 1990, aparecieron muchos nombres nuevos en la investigación en robótica, tales como: ciencia de robots basados ​​en el comportamiento (Brooks, 1991a) , robótica evolutiva (Harvey, 92), robótica no cartesiana (Gomi, 1996) y robótica cognitiva (Brooks, 1a). Entre ellos, la robótica evolutiva estudia principalmente la evolución de los comportamientos ambientales actuales, mientras que la robótica no cartesiana y la robótica basada en el comportamiento estudian contenidos similares. Los robots cognitivos son un nuevo concepto propuesto por Brooks. Debido a que Brooks ha sido pionero en este nuevo campo, vale la pena explicar los antecedentes del concepto. Después de que el grupo de investigación de Brooks logró grandes logros en el desarrollo de robots basados ​​​​en el comportamiento, (Brooks y Stein, 1993) comenzaron a estudiar la forma más elevada de robots: los robots humanoides, principalmente para hacer realidad la idea de acumular gradualmente su inteligencia y enfrentarse a ellos. lo humano El estudio de las cuestiones cognitivas. En ese momento se estableció un gran programa de investigación y los resultados del programa se informaron a fines de 1996 (Brooks, 1997). Evidentemente, el plan tropezó con importantes reveses en términos de financiación, tecnología e ideas de investigación. En la actualidad, todavía se dedica a la fabricación e investigación de módulos unitarios. En términos de ideas de investigación, dado que la arquitectura del sistema todavía se basa en el diseño SA, el análisis del Capítulo 3 no tendrá éxito. Técnicamente hablando, experimentar físicamente el cerebro es más complicado de lo que uno podría pensar. Simular completamente el comportamiento humano y poseer aún más las capacidades humanas sigue siendo un objetivo de investigación a largo plazo. En términos de ideas de investigación, la idea de acumulación de inteligencia de Brooks (1991a) no es factible. Por un lado, Brooks todavía emplea el concepto de inteligencia holística. Por otra parte, la evolución de la inteligencia implica la evolución de su base biológica. A pesar de esto, el plan de investigación de Brooks atrajo la atención mundial, porque los robots humanoides anteriores investigaban principalmente mecanismos, siendo el más complejo el robot que tocaba el piano desarrollado por Ichiro Kato de la Universidad de Waseda, que era una obra maestra de los métodos de control tradicionales. Brooks fue el primero en desarrollar robots humanoides basados ​​en el comportamiento que han sido elaborados en módulos de cabeza, ojos y manos. GMD en Alemania y la Universidad de Tokio en Japón también han iniciado investigaciones en este campo. Aunque el programa de investigación se vio frustrado, (Brooks, 1997) propuso el concepto de robots cognitivos como un desarrollo posterior de la robótica basada en el comportamiento. Se centra en la forma corporal, la motivación, la coherencia, la adaptabilidad, el desarrollo, los mecanismos cerebrales, etc. Se puede ver que Brooks quiere estudiar los robots humanoides como un desarrollo de robots basados ​​en el comportamiento. Su llamada robótica cognitiva es el estudio de robots humanoides. Aún no se ha propuesto una teoría sistemática, pero los objetos de investigación son relativamente complejos.

A través del análisis anterior, en la década de 1990, muchos investigadores buscaron inspiración en la biología y abrieron una nueva dirección en la robótica. El principal impulso fue la teoría estructural de contención desarrollada por Brooks. Muchos investigadores también han descubierto las limitaciones de la estructura de contención, lo que dificulta la realización de más investigaciones. El GBA propuesto en el capítulo anterior ha logrado grandes avances. GBA es un sistema abierto. Sobre la base del GBA, aprendizaje conductual, evolución conductual, etc. Se pueden realizar investigaciones sistemáticas, pero al mismo tiempo se enfrentan muchos problemas nuevos, como sistemas de conducción más eficaces, sensores, problemas de aprendizaje complejos, herramientas informáticas, problemas de pensamiento, etc. Simplemente enfrentar un determinado problema, como la evolución actual del comportamiento ambiental o la cognición, no conduce al nuevo desarrollo de la robótica. Es necesario unificarlos en la categoría de robots biológicos porque su base ideológica está unificada.

Además, la Biorobótica no es el desarrollo de la robótica basada en el comportamiento, sino una tolerancia, con una visión profunda e integral, que forma un nuevo tema de investigación y amplía la nueva era de la investigación en robótica.

El objeto de investigación de la biorobótica es: robots totalmente autónomos y semiautónomos que trabajan en entornos dinámicos e inciertos. Los métodos de investigación incluyen: obtener inspiración de todos los niveles de los sistemas biológicos, aplicación dinámica paralela de métodos de investigación de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba, es decir, métodos de investigación de Tai Chi, utilizando estrategias más integrales.

Los principales contenidos de la investigación son los siguientes:

(1) Mecanismos, actuadores y sensores biónicos

(2) Herramientas de computación biónica

(3 )Estructura del sistema y estructura inteligente

(4) Conciencia, motivación, emoción, crecimiento, interacción, habilidades, lenguaje, aprendizaje, conocimiento, percepción, realización de comportamiento, pensamiento y otras habilidades cognitivas.

(5) Diseño y fabricación del sistema

De esta forma, el robot biológico tendrá una dirección clara y será muy inclusivo. Por ejemplo, la robótica evolutiva propuesta por Harvey (1992) estudia principalmente el crecimiento de la capacidad cognitiva, utilizando redes neuronales dinámicas como estructuras y herramientas informáticas. La robótica cognitiva también se centra en varios factores de la capacidad cognitiva. Cabe señalar que la estructura del sistema y la estructura inteligente son la base de los robots biológicos y las capacidades cognitivas deben desarrollarse sobre esta base. La robótica basada en el comportamiento estudia principalmente la estructura del sistema, la implementación del comportamiento y la interacción. Está claro que la biorrobótica puede incluir todas las áreas que se han desarrollado en esta dirección y puede promover y orientar futuras investigaciones evitando cometer errores locales. En particular, los métodos de investigación se han armonizado y unificado, y los métodos de investigación reduccionistas de abajo hacia arriba son propensos a errores mecánicos. Por ejemplo, las redes neuronales desarrolladas actualmente son difíciles de producir comportamientos avanzados y los métodos de investigación de arriba hacia abajo se divorcian fácilmente de la realidad. Por ejemplo, los robots basados ​​​​en símbolos son difíciles de adaptar al entorno.